Tiểu luận ứng dụng công nghệ enzyme xử lý ô nhiễm môi trường

Chia sẻ: Nong Thi Quynh Anh | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:52

Thêm vào BST

Báo xấu

881
lượt xem 264
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ô nhiễm môi trường là vấn đề cấp thiết và thu hút sự quan tâm của rất nhiều cá nhân, tổ chức cũng như nhiều quốc gia trên thế giới. Các công nghệ xử lý rác thải được sử dụng hiện nay đều vấp phải các vấn đề môi trường về lâu dài. ...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tiểu luận ứng dụng công nghệ enzyme xử lý ô nhiễm môi trường

Tiểu luận môn Công nghệ Enzyme Protein “Ứng dụng công nghệ enzyme xử lý ô nhiễm môi trường” Nhóm sinh viên: 1. Nông Thị Quỳnh Anh 2. Trần Thị Chiên 3. Phạm Thị Lan Hương 4. Nguyễn Phương Thảo 5. Phạm Thế Việt
Mục lục I. Mở đầu II. Nội dung Tổng quan về ô nhiễm môi trường Thực trạng ô nhiễm môi trường ở VN hiện nay Cơ sở của việc ứng dụng công nghệ enzyme Các enzyme trong xử lí môi trường III. Ứng dụng cụ thể và những phát hiện mới sử dụng công nghệ E-Pr xử lí ô nhiễm môi trường IV. Kết luận
I. Mở đầu • Ô nhiễm môi trường là vấn đề cấp thiết và thu hút sự quan tâm của rất nhiều cá nhân, tổ chức cũng như nhiều quốc gia trên thế giới. Các công nghệ xử lý rác thải được sử dụng hiện nay đều vấp phải các vấn đề môi trường về lâu dài. Trong khi đó xử lý ô nhiễm môi trường bằng biện pháp sinh học, đặc biệt là việc ứng dụng công nghệ Enzyme trong xử lý rác thải đang là một công nghệ đem lại hiệu quả cao, ít tốn kém và bền vững. • Với mục đích tìm hiểu rõ hơn về ứng dụng công nghệ Enzyme trong xử lý môi trường chúng em thực hiện bài thảo luận : “Ứng dụng công nghệ enzyme vào xử lý ô nhiễm môi trường”
Các dạng ô nhiễm chính • Ô nhiễm không khí: Việc xả khói chứa bụi và các chất hóa học vào bầu không khí. Ví dụ về các khí độc là carbon monoxide, sulfur dioxide, các chất chlorofluorocarbon (CFCs), và nitrogen oxide là chất thải của công nghiệp và xe cộ. Ozone quang hóa và khói lẫn sương (smog) được tạo ra khi các ôxít nitơ phản ứng với ánh sáng mặt trời.
Các dạng ô nhiễm chính • Ô nhiễm đất: Xảy ra khi đất bị nhiễm các chất hóa học độc hại (hàm lượng vượt quá giới hạn thông thường)do các hoạt động chủ động của con người như khai thác khoáng sản, sản xuất công nghiệp, sử dụng phân bón hóa học hoặc thuốc trừ sâu quá nhiều,.... Phổ biến nhất trong các loại chất ô nhiễm đất là hydrocarbon, kim loại nặng, thuốc diệt cỏ, thuốc trừ sâu, và chlorinated hydrocarbon
Các dạng ô nhiễm chính • Ô nhiễm nước xảy ra khi nước bề mặt chảy qua rác thải sinh hoạt, nước rác công nghiệp, các chất ô nhiễm trên mặt đất, rồi thấm xuống nước ngầm. • Ô nhiễm phóng xạ • Ô nhiễm tiếng ồn,
Ảnh hưởng Ảnh hưởng Đối với sức khỏe con người Đối với hệ sinh thái Sự phát triển của nhân loại
2. Cơ sở của việc ứng dụng công nghệ enzyme • Công nghệ enzym protein gắn liền với việc nghiên cứu cấu trúc và chức năng của protein, enzym. Hiểu biết về cấu trúc tính chất và chức năng của enzym protein sẽ là cơ sở cho việc ứng dụng của chúng trong nghiên cứu và ứng dụng . • Phát triển các phương pháp phân tích định tính, định lượng protein, enzym cũng như các sản phẩm của quá trình chuyển hóa enzym sẽ làm cơ sở cho việc sản xuất các chế phẩm
3. Các enzyme trong xử lí môi trường 3.1. Enzyme Oxidoreductase 3.1.1. Các enzyme peroxidase phân lớp EC 1.11 a. Enzyme Catalase (ký hiệu EC 1.11.1.6):  Xúc tác phản ứng đặc hiệu phân huỷ H2O2.  Có thể phân huỷ formaldehyde, formic acid và alcohol - là những chất độc hại với môi trường, được thải ra trong nước thải của các nhà máy chế biến sữa, pho mát hoặc các nhà máy dệt, sợi.
3.1. Enzyme Oxidoreductase 3.1.1. Các enzyme peroxidase phân lớp EC 1.11 a. Enzyme Catalase (ký hiệu EC 1.11.1.6):  Xúc tác phản ứng đặc hiệu phân huỷ H2O2.  Có thể phân huỷ formaldehyde, formic acid và alcohol - là những chất độc hại với môi trường, được thải ra trong nước thải của các nhà máy chế biến sữa, pho mát hoặc các nhà máy dệt, sợi.
3.1.1. Các enzyme peroxidase phân lớp EC 1.11 (tiếp) b. Peroxidase củ cải ngựa (Horseradish peroxidase -HRP) có ký hiệu EC 1.11.1.7  Tác động như catalase, xúc tác phản ứng đặc hiệu.  HRP có thể xúc tác phản ứng oxy hoá các hợp chất thơm độc bao gồm phenol, biphenol, aniline, benzidine, các hợp chất thơm dị vòng như hydroxyquinoline và arylamine carcinogen như benzidine và naphthylamine => Sản phẩm phản ứng được polyme hoá hình thành các chất kết tủa có thể dễ dàng loại bỏ khỏi nước thải nhờ quá trình lắng đọng hoặc lọc
3.1.1. Các enzyme peroxidase phân lớp EC 1.11 (tiếp)  HRP đặc biệt phù hợp với xử lý nước thải bởi nó giữ nguyên hoạt tính ở phạm vi pH và nhiệt độ rộng.
3.1.1. Các enzyme peroxidase phân lớp EC 1.11 (tiếp) c. Chloride peroxidase (ký hiệu EC 1.11.1.10)  Xúc tác phản ứng đặc hiệu.  Chloroperoxidase từ nấm Caldariomyces fumago có khả năng oxy hoá một vài hợp chất của phenol, xúc tác các phản ứng vận chuyển oxy như phản ứng oxy hoá ethanol thành acetaldehyde hoặc oxy hoá khử các ion clorua.
3.1.1. Các enzyme peroxidase phân lớp EC 1.11 (tiếp) d. Các enzyme phân giải lignin (phân lớp EC.1.11) Gồm các enzyme có hoạt tính rất mạnh là Manganese peroxidase EC 1.11.1.13 (MnP) và Lignin peroxidase EC 1.11.1.14 (LiP).
3.1.1. Các enzyme peroxidase phân lớp EC 1.11 (tiếp)  Enzyme MnP:  Sản xuất từ Phanerochaete chrysosporium  Xúc tác phản ứng đặc hiệu phân huỷ H2O2, phản ứng oxy hoá một vài loại phenol đơn vòng và sắc tố vòng, những phản ứng này phụ thuộc vào sự có mặt của Mg2+và đệm.  Trên thực tế, MnP xúc tác phản ứng oxy hoá khử Mn(II) thành Mn(III) khi có mặt ligand làm bền vững Mn(III) => tạo thành phức hợp Mn(III) sau khi xảy ra phản ứng oxi hoá khử các chất hữu cơ.
3.1.1. Các enzyme peroxidase phân lớp EC 1.11 (tiếp)  Enzyme LiP:  Là một phần của hệ thống enzyme ngoại bào của nấm mục trắng Phanerochaete chrysosporium.  Gây khoáng hoá nhiều loại hợp chất thơm khó xử lý và oxy hoá một số lượng lớn các hợp chất phenol và hợp chất thơm đa vòng.  LiP cố định trên chất mang xốp ceramic hoặc trên màng silicon, nó có thể sử dụng để xử lý các rác thải nguy hiểm khó phá hủy.
3.1.2. Các oxidase thuộc các lớp oxidase EC.1.1 L-galactonolactone oxidase (EC 1.1.3.24)  Có ý nghĩa đối với việc xử lý ô nhiễm môi trường.  Enzyme này xúc tác phản ứng đặc hiệu là phản ứng oxi hóa L-galactono-1,4-lactone thành L-ascorbate.  L-galactonolactone oxidase từ nấm men Candida norvegensis có thể được dùng để biến galactose từ quá trình thủy phân lactose trong dịch sữa chua thành axit L-ascorbic. Enzyme này đã được thử nghiệm xử lý nước thải của nhà máy chế biến sữa.
3.1.3. Một số enzyme phân lớp khác: Polyphenol oxidase Gồm hai phân họ: tyrosinase và laccase. Hoạt tính của cả hai họ đều cần sự có mặt của oxy phân tử nhưng không cần có mặt các coenzyme. Tyrosinase EC 1.14.18.1:  Còn gọi là polyphenol oxydase hay phenolase hay catecholase.
3.1.3. Một số enzyme phân lớp khác: Polyphenol oxidase  Xúc tác cho hai phản ứng liên tiếp:  Phản ứng thứ nhất phản ứng thuỷ phân monophenol nhờ oxy phân tử thành các o-diphenol.  Phản ứng thứ hai: phản ứng dehydrogen hoá các o- diphenol nhờ oxy thành các o-quinon. Các quinon thường không bền và bị polime hoá không cần enzyme thu được các hợp chất không tan trong nước và dễ dàng bị loại bỏ nhờ quá trình kết tủa đơn giản.  Tyrosinase cố định trên chitosan cho kết quả xử lý hợp chất phenol rất hiệu quả (loại bỏ phenol 100%)
3.1.3. Một số enzyme phân lớp khác: Polyphenol oxidase  Laccase (EC 1.10.3.2)  Là một enzyme kim loại xúc tác cho phản ứng oxy hoá hydroquinone thành benzoquinone.  Trong trung tâm hoạt động của enzyme này có ion Cu2+ tham gia.  Dùng laccase cố định trên chất mang để xử lý các thuốc nhuộm anthraquinonic làm giảm tới 80% độ độc của các thuốc nhuộm này.